- 在线时间
- 0 小时
- 最后登录
- 2007-3-7
- 注册时间
- 2005-1-25
- 听众数
- 0
- 收听数
- 0
- 能力
- 0 分
- 体力
- 170 点
- 威望
- 0 点
- 阅读权限
- 20
- 积分
- 52
- 相册
- 0
- 日志
- 0
- 记录
- 0
- 帖子
- 1
- 主题
- 1
- 精华
- 0
- 分享
- 0
- 好友
- 0
升级   49.47% 该用户从未签到
 |
< >我搜到一个java版蚂蚁算法的程序,我不懂JAVA请高手帮我改成c或matlab</P>
) r- C7 }5 {# c" g6 b. F< >package ant;
7 J3 n S" Y) H( ^! D% N$ [/*
+ w) s7 F A& L3 _ * @(#)Antcolony.java 1.0 03/05/22, u" |" ] t. R4 n5 b" x
*# i" {8 o: O5 q8 y5 o4 ~
* You can modify the template of this file in the6 x9 T5 ^4 M+ {- ~& s; g' D
* directory ..\JCreator\Templates\Template_2\Project_Name.java# t6 O" W& |! {' _
*
% ^% i* ?2 B$ w) n8 ] * You can also create your own project template by making a new5 }9 P! w( D' Y) ]
* folder in the directory ..\JCreator\Template\. Use the other
; ?5 _: Y. _) C$ R * templates as examples.
, p3 `$ p7 \7 q8 F1 c0 O9 C *
# B& ^, \! z5 I2 B& Z3 Z */</P>3 \. [! Z( e1 R1 F' W, d' M
< >import java.awt.*;( ?3 b. M& M: n- S: C
import java.applet.*;
' \9 E6 {# s3 w. U& a* ]import java.awt.event.*;* M4 l' w9 [' f/ d7 G3 y- X
import java.util.Vector;</P>+ u" n, T q! H3 @3 u
< >class AntCanvas extends Canvas
! K& @" S; m" R% c{
' V ^& o. f: u+ `1 \0 v //画布,一切画图操作均由该类完成. V0 T" K( h4 Z' V
//Image image;
3 h5 o5 z q' w6 ~' z Color obs_color;//障碍物颜色% v/ p5 o) U+ s1 D( R) i% f$ a
Color origin_color;//我的颜色- j, J' a* |5 e5 g2 K5 \: Y
Color back_color;//背景色
+ T' p) _+ M/ q, M/ N Color end_color;//食物点的颜色3 V( I. d4 ?9 N5 i; L9 F
//boolean first;
2 _) a1 i) L6 ` m8 d3 T+ e boolean reset;</P>
6 Y0 r$ f0 b) d< >/* public AntCanvas(Image img) {</P>" A% i9 R; ` s
< > super();2 i* d5 C. p( G
image = img;! U8 f7 D% {( O: ?+ F% P8 ~
obs_color = Color.white;. r: L4 B) Z8 r( r
setBackground(Color.black);
3 v: F2 l8 r* U" q x setForeground(Color.white);0 Z% f' k _+ G& j8 P' @- @
first = true;
, I8 j8 J+ I" ~: h4 d7 u; Z reset = false;</P># r9 M, E y7 x) u" d5 z/ Y
< > }*/</P>) x3 e) i0 `9 g: [7 A6 o! o5 A
< > public AntCanvas() {</P>
5 P7 e5 X2 u4 m; U* P< > super();
5 Y# G: ]# N: |6 O- S; H3 h //image = null;
# T1 @8 Z9 z, y8 u1 o back_color=Antcolony.BACK_COLOR;1 p7 r, o4 }5 T8 P J5 d# j
setBackground(back_color);
( `+ G; w# M4 ~3 S/ A setForeground(Color.white);
" w1 t( q. [2 x% h4 K9 n' v obs_color = Antcolony.OBS_COLOR;9 P6 b. H- E5 z: w6 U$ y
origin_color=Antcolony.ORIGIN_COLOR;
3 z! d7 l/ l4 K* P! o end_color=Antcolony.End_COLOR;
* M& ^; X% O0 Y9 ? R! U9 V# j- Z //first = true;
8 `& R) \- @4 V: I# g+ t9 M reset = true;</P>
; m0 o2 Q9 r2 i2 u< > }</P>
' y+ `) ]! s4 j, h* [4 ~$ u2 @9 x" [- [< > public void Clear() {5 i+ T+ n5 d5 j
//清空画布1 e2 n4 {$ J/ j8 z
reset = true;1 g# ]# e+ ^. i/ |2 H1 e# R6 [
repaint();
+ N8 r9 q- w1 @" O8 h }</P>) K8 O; b6 }9 P' W: k- ~) C
< >9 i7 o! B" j8 V# L& O( j
public void paint(Graphics g) {
' O+ e2 {/ O: s int i;$ a1 Z. g4 n' B! g
//重画的时候仅仅画障碍物# y. m4 L$ P5 F7 j* o
g.setColor(Color.black);- k7 \/ J- a+ I
g.fillRect(0,0,size().width,size().height);/ N5 O. K, Z O% E8 n1 J0 j. |7 ]
g.setColor(obs_color);
# V! s K% i8 z for(i=0;i<Antcolony.obsCount;i++){7 X5 s0 D* E& f/ x. g
g.fillRect(Antcolony.obsP.x,Antcolony.obsP.y,1,1);# a" b, ?$ a" q7 y
}</P>6 @7 `8 f( c1 Q
< > }
' W+ g8 ^6 O7 C2 w* }6 \ public void process(){+ n( d" K0 Y' H$ O' M# k. ~: S
//处理动画的过程% y; r5 `0 i$ x* }
Graphics g=this.getGraphics();' A& I7 p- B; ]3 m" y; \
g.setColor(end_color);+ ^& O7 S( {5 W: `. B! Q' M, D
for(int j=0;j<Antcolony.EndPts;j++){/ L) U9 _8 s) _/ E- d0 T" \
//画所有的食物点1 ]) A3 \) o4 M3 s% |9 ?; N3 S+ O
g.fillRect(Antcolony.EndPt[j].x,Antcolony.EndPt[j].y,2,2);7 I4 r3 A6 f+ Z F6 j
}9 C9 o* @/ i4 m/ q7 v
for(int i=0;i<Antcolony.antCount;i++){: O- k Z2 H% d4 v! ]& Y$ F
//每只蚂蚁开始决策,并画蚂蚁* u1 T* ~3 E% }
Antcolony.ants.Process();
) U l% {- {5 B1 A( E Antcolony.ants.Draw(g);* r3 V) z: S' @3 z6 `7 {7 W5 A
}
0 v. G0 ~/ Z. T- h1 J0 ^$ A3 @ for(int i=0;i<Antcolony.phe.size();i++){2 r; V2 q! h ~; ^: h
Pheromone v=(Pheromone)(Antcolony.phe.elementAt(i));
* _+ a) ?4 _2 W# Q5 c5 c, N //Antcolony的drawPhe变量标志是否画信息素) T! d6 [. Q. a- g, F
switch(Antcolony.drawPhe){0 s" P2 f8 t& N' D
case (1):" a' D2 [1 ?% t' \3 W/ n
v.Draw(g);
8 x+ R" j5 d5 K6 o5 A: ? break;
5 ^" W& n. y* g" P5 K: w$ ^ case (2):1 ?* _% }" a! m* r) c, Q
if(v.kind==1)v.Draw(g);9 b3 S/ |8 |4 Z0 I3 ~
break; v9 n) |# ?; l$ _( R# n
case (3):
. @6 o, S9 @2 a/ s/ v if(v.kind==0)v.Draw(g);
! X) T( R. l- p) v6 A* C: E/ L% g break;
# g/ o9 b. L- F5 G4 w9 o, u" g }
# J" \: P2 Q! E( X2 N v.delimit(g);
) g! F& {1 v: a9 ^/ B( J$ S. { J }
2 S7 s) X% N1 J5 e, f g.setColor(origin_color);
% ~* w p/ X6 R7 g- j; Z for(int i=0;i<Antcolony.OriginPts;i++){( _7 _- K) y' v- M) ]& H: G
//画所有的窝! A: [7 f( B. z
g.fillRect(Antcolony.OriginPt.x,Antcolony.OriginPt.y,2,2);
0 z' t7 G0 I5 s }</P>
+ q$ Z. M2 {$ q$ Z1 K< > }2 X1 y0 x. ]& e* J- m& X
Graphics GetGra() {</P>
5 A" h: j+ ]: d, D+ q< > return this.getGraphics();- z# K2 g7 [: i3 k! b/ @! C
}
- S* o+ ]7 R- d- ]. N( t) P0 k}
& U" N( Y" r( w7 Dpublic class Antcolony extends Applet implements Runnable {) P9 V. m7 m% y5 V; |$ I
boolean isStandalone = false;//系统的参数,是否独立运行,不用管
9 Q/ G* ^" n9 D% B5 \/ t/ H Thread runner;//创建一个线程,让动画平滑的运行
0 }5 X# R. c$ h& }* ~0 F boolean running;//是否让动画运行
4 r1 R# B" `0 I, x4 s boolean reset=false;//是否按下了重置按钮( r) G& u% ~$ l6 _+ |) b: S
static Color OBS_COLOR=Color.red;//障碍物的颜色- V: K3 o) c8 m
static Color ORIGIN_COLOR=Color.yellow;//窝的颜色
x, z" @. ?8 D9 H. N7 e5 b static Color BACK_COLOR=Color.black;//背景色$ ]; l. e- Y( N. h
static Color ANT_COLOR=Color.white;//蚂蚁的颜色
7 T/ W4 j9 q2 r% u; ?+ ^ static Color End_COLOR=Color.cyan;//食物点的颜色
0 e! p" w1 h9 q4 ]* D) y AntCanvas canvas=new AntCanvas();//画图用的画布
% ~% C4 ]: i0 U2 e; ^3 j7 X int obs_grid[][];//障碍物网格数组,这是个width*height的矩阵,数组中存储的是障碍物数组(obsP[])的指标,这样做可以加快索引的速度, I( d/ h* ^3 G3 X' ? B" M. J, N
static Point obsP[];//障碍物数组,存储的是点的信息,指标是障碍物的总数# j& J$ v; l/ r7 S' v; K! s: d1 @
static int obsCount;//障碍物的数量,最大为width*height
: Y6 w; x+ u* Y) @$ P1 ^& x static Point EndPt[];//食物点数组,值为食物点坐标。
4 q0 n3 c6 R9 m+ B* j3 c static int EndPts=1;//食物点的个数,初始的时候为1,最大数为100
8 p. W! N# D0 Z' U$ H& s: ^ static int Pheromone_grid[][][];//信息素网格数组,2*width*height的三维矩阵,第一维是信息素种类(窝的信息素为0,食物的为1),它存储的是信息素的种类和值
! a) y) T- ?$ I& X7 y$ B6 `' ` static Vector phe;//信息素向量(相当于一个数组),当环境更新信息素的时候,只需要查找这个向量就可以了,不用搜索整个width*height这么多的Pheromone_grid数组点7 ]; r `9 _+ W& Z
static int Max_Pheromone=500000;//最大信息素数值,应该根据地图的复杂程度来定,越复杂越大!0 \1 R5 n ~" ?0 t" L6 ]
static Point OriginPt[];//窝点信息
! Q3 D- w4 I) _" I- b static int OriginPts=1;//窝的个数,最大为100) h8 ^/ J3 w7 K8 D8 r2 C6 l
static int width=300,height=300;//环境的长和宽
# ?' N9 L( l$ D& |- N1 \0 q static int antCount;//蚂蚁的数量9 Y" |* c1 M: }% `7 ~) f# c
static int Delimiter=5;//信息素消散的速率,为整数,越大则消散的越快
# J+ I, M( q" O! D- D/ ^+ H static int FoodR=10;//食物和窝产生梯度的信息素的半径% y2 J( r. l/ |* A$ r# T+ `
static ant ants[];//蚂蚁数组# G8 ~2 ~) t. Q
static int drawPhe=2;//画信息素的模式,0为不画,1为画所有的信息素,2为画食物的信息素,3为画窝的信息素
% V" y7 O: ?6 B" ?$ D: x int delay=10;//每次运行的间隔速率,越小程序运行越快(这个参数基本没用,因为当蚂蚁多了以后,处理过程很耗时间)</P>, T4 q5 x. V) P7 `7 J d7 D) _6 Q
< > //下面是一些控件信息
( u" C7 U x+ d4 \% M0 W4 y B Button btnStart=new Button("开始");1 U+ {2 Y' ~% }' `
Button btnReset=new Button("重来");$ B) Z; ?, S! W9 a) A v% p
Button btnMap=new Button("编辑地图");! ~% C) Q* y- q2 F) _6 q3 i
Button btnConfig=new Button("设置");* Z6 {; A% s+ c+ |7 e. a
Choice choPDraw=new Choice();/ w& u3 ^- O6 q
public void init() {; |* N; _& p R, d1 V# A4 i: \
//初始化函数,先画各种控件! Y6 R4 ?1 y5 d& m4 n
setLayout(new BorderLayout());3 d9 j+ _3 U3 G! X& h+ L. n# x
Panel pan=new Panel();& K; Q+ \9 ^( N1 ^# i
add("South",pan);# \! ?; ], r9 N
this.add("Center",canvas);
/ Z; R# Z) c' ] ` pan.add(btnStart);
; O4 Y: m1 D& t: V pan.add(btnReset);
# Y6 x# Q( y! @, U2 N2 i pan.add(btnConfig);
" N, Y0 {. F! O6 k; H pan.add(btnMap);
4 Y3 |# `& ?5 k4 D+ B6 H2 m. T pan.add(choPDraw);
) H3 ?7 f( T9 H; o/ ? choPDraw.addItem("不画信息素");
. {7 b6 Q: {4 ~; A4 Z4 y choPDraw.addItem("画所有信息素");7 m: C$ U, S3 y: s+ W" Z, r/ L K' r
choPDraw.addItem("画食物信息素");! b/ D) H$ M" q( d5 B s( f5 t
choPDraw.addItem("画窝的信息素");
$ _! E+ M* \( S- j1 @5 R) L5 E: M choPDraw.select(2);</P>
9 r( J: v: x C< > //初始化各个数组% q; ~3 p& \! {: {
obs_grid=new int [width][height];9 L5 p$ H1 G3 \+ r
phe=new Vector();4 c) V2 _& S" T
Pheromone_grid=new int [2][width][height];
$ K0 N1 v0 {* I0 ]* `# I% F for(int i=0;i<width;i++){
4 f- j0 K6 Q9 y8 \, |8 y$ V- ? for(int j=0;j<height;j++){5 }- ~$ U- e$ y( ?4 P
obs_grid[j]=-1;+ \5 w/ M2 ]9 V: Y- Q9 a
for(int k=0;k<2;k++){
, ^0 K! ^4 U, n4 O5 I0 m) B Pheromone_grid[k][j]=0;
8 d! `8 W2 J" r }& W) A" ^3 p0 M& T+ {
}
+ u. F3 ? p# c }</P>$ E; S$ o9 T7 v# n" A7 j
< > antCount=50;//蚂蚁个数缺省为50
! m9 c4 l4 Y9 S* e" y+ N //初始化蚂蚁,这些属性都是蚂蚁的最原始的属性, b( w9 l5 g" s8 A* @$ A$ m+ ^
ants=new ant[antCount];
( u& M0 O2 M1 F* o for(int i=0;i<antCount;i++){
4 L, c: R0 g6 R* J/ [ ants= new ant(new Point(0,0),3,i,this,ANT_COLOR,0.001,50);2 W6 s# p; o3 s
}</P>6 {* l; ]; G2 f* V9 e
< > //下面装载缺省的地图,包括障碍物、食物点、窝点的位置,都放到数组grid[][]中然后交给init_map函数统一处理; I, g. T0 }0 E( m6 s E5 N
int grid[][]=new int[width][height];</P>8 }$ r" Y7 C/ h- Q6 P$ u* ]8 E% }
< > //下面从地图库中加在地图: R6 Y0 O- ]* d: p
Maps maps=new Maps();
+ }! N) R" a+ f4 T# a: J' c maps.LoadMap(grid,0);
- b4 _1 O+ T; B" R) j9 D //初始化地图
1 y9 {) f$ q9 w4 R l y" M reinit_map(grid);</P>
5 Q7 v2 s6 D4 n6 }4 i6 {- \2 g< > //初始化所有的蚂蚁
' x9 G0 o* N, N: L z reinit();' Q: g) N. q! S2 p" x
}
3 d- L5 P8 W8 {! Y) p3 [ public void reinit_map(int grid[][]){
3 X0 d& E' N# Y8 D: v" C' m //将数组grid[][]中存储的信息转换到当前的环境数据结构中& {+ }# |8 D9 z" Z& d2 G+ ~
//相当于把一个位图信息width*height像素转化成窝、食物、障碍物</P>
" {* i- K( ~9 o2 q/ @; u< > //先停止程序的运行: P: ]0 Q# X |" x: Q
running=false;
6 B+ h+ \+ M) { btnStart.setLabel("开始");</P>4 j' D3 x. L0 i. y/ U7 H* n: h* T
< >* p: H- o4 M j! N0 a M
obsCount=0;" i i$ m) @# [% y7 g- p) J- ^
EndPts=0;; ^' r9 ^1 C5 S: l2 h @9 j( h8 x
OriginPts=0;0 G$ `' I5 y# }: ]
obsP=new Point[width*height];
- } U9 ~/ B* k G J OriginPt=new Point[100];) Q# F; V; s# f) {
EndPt=new Point[100];</P>" u( R2 Q2 J0 V# S9 K3 {( h: T
< > //清空obs_grid和Pheromone两个数组中的值+ I v+ O. `9 f; T+ u7 V
for(int i=0;i<width;i++){6 t8 ~7 e3 j) C8 {
for(int j=0;j<height;j++){
8 s4 _; v; l% }: h% R Y) ` obs_grid[j]=-1;2 B5 r0 R( s& a
for(int k=0;k<2;k++){' e0 O9 U, |5 v
Pheromone_grid[k][j]=0;8 u4 ~+ r/ m# H! o! U' a! Z" ?4 W
}
% M; Q/ `/ `4 D8 S. z }
! B' x3 x! A4 M/ R# L# _* K }</P>
9 ]. X3 l5 v6 m3 T' A; m< > //从grid数组中读取信息; j' R: Z. E. M- p
for(int i=0;i<width;i++){
9 Z+ O0 T, f+ Y6 F) Z( N( g& n for(int j=0;j<height;j++){+ G5 A j' w% L) _) L9 r7 _
switch (grid[j]){7 l" L: I- }4 T% Y: F
case 1:
! r+ w7 Y5 V" i$ y //如果grid[][]存的是障碍物
/ o, ~2 j* F! W* D+ p7 f* L obs_grid[j]=obsCount;
+ ?/ _& ]; Q! _6 _3 p% ] obsP[obsCount]=new Point(i,j);
/ P6 [" {# O+ S- p2 U obsCount++;3 V9 r" o9 J/ o' |& [
break;! Q* z' @6 |! p2 k! F& x
case 2:( r+ l$ y7 [8 h
//如果grid[][]存的窝点信息,多余的窝点信息省去了
, s ^; C. ?7 A m+ \ if(OriginPts<100){+ R; {# _4 i/ ^6 L
OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);# h0 ^- Z9 ^5 n3 q" L" A
OriginPts++;
, y$ }. F2 Q0 W8 I }
9 W: d8 z7 U4 O6 Q" ? break;+ ~4 z) C) L, S
case 3:! C4 r8 U/ X0 y W% G( L& R6 p5 H( X
//如果grid[][]存的食物点信息,多余的食物点信息省去了# W9 z1 J: t4 u( i7 E' I+ i
if(EndPts<100){* U4 K+ @. k9 X7 {0 e* n, [
EndPt[EndPts]=new Point(i,j);
; E2 Q& R1 m0 ^$ N: N0 S9 S EndPts++;
% q9 l# B" [. \ }
9 U( [1 l8 C( a break;
5 T2 V( C, c6 a }% ~( a7 [! V K* @
}
- j5 M! G1 ?1 ?& B$ t ~1 f }
6 S7 D" V- c3 y$ R //如果没有指定窝,则随机的选择一点' J6 r% s# P+ y1 z! \ m1 W
if(OriginPts==0){2 o& W: A1 R& D
for(int i=0;i<width;i++){2 p0 U' r7 y5 Q5 V
int j;
5 Y# p" V9 F) t for(j=0;j<height;j++){8 u/ W8 {' `5 |- M6 i' }( p, e3 B
if(obs_grid[j]<0){
5 D8 ^% k4 v% r2 f6 Y" c- [ OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);: }5 E- D. I0 W! P1 {/ i& [' I
OriginPts++;
2 u+ S! E$ v. C' g6 v break;# x( N8 x4 G+ I: S" {: c
}
" f k0 K0 R8 s* [. k. p }0 b7 ?# S" ~1 O5 z# ^
if(j<height-1){. a% X/ {$ z; T4 }; x! N
break;, H: }5 V6 p& e2 [* G
}
' _$ f, @. }; S2 ^9 a8 N7 T" m3 ? }
4 R- |. F, G- } }
/ I/ O* N. g& D, ~$ S5 u2 p }" b, ?1 S6 [- y0 w# S- ?! G! G3 _
public void reinit(){" k9 k7 K3 Y# y# K: q, a( C: k
//重新初始化整个环境</P># a6 I0 u( ~/ j( L! A! l. F! M
< > //先停止程序的运行
. ]' [ o2 K3 C5 {5 A' G4 V0 H. S running=false;! B$ @# D; f+ q& d# h
btnStart.setLabel("开始");</P>
9 W2 {: o. N2 \3 {" J< >
7 e# m# ^! d0 G! Y- c7 w/ c* I //清空所有信息素Pheromone数组中的值- c- w- ~9 ?9 Y, d/ E
for(int i=0;i<width;i++){
7 E7 u/ m9 h- f9 D& {9 S6 ? for(int j=0;j<height;j++){
; k) Z& ^3 w! E; q( {6 `( m8 s for(int k=0;k<2;k++){" U0 ` P% V( l* l2 h
Pheromone_grid[k][j]=0;$ d2 a: L+ B7 F" D2 x" R) l
}
7 b& d7 D" m& j; C( @1 S, K/ P! L: T }
! @# u8 O4 d* V& b }</P>
" B' Z" Z- J& k* x$ l8 A( n$ @7 @< > //初始化蚂蚁数组,antCount只蚂蚁在不同的窝点之间进行随机的分配
6 h" \3 |* I9 a2 x# G- S+ q e4 o! k7 t for(int i=0;i<antCount;i++){9 T7 p6 U( j ?( ~
int index=(int)(OriginPts*Math.random());
$ o1 U- g: t! t7 \2 v ants.OriginPt=new Point(OriginPt[index]);
7 {3 O, C" K8 Y7 n ants.init();
4 E! ]' d% b6 | }</P>
# R: r5 E j: c< > //清空信息素向量/ R$ q4 {7 ~& P0 k: T
phe.removeAllElements();</P>
) U7 k% a8 ^8 a% R% n< > //在每个食物点和窝点周围分布一定量的按照梯度递减的信息素,分配的是一个点为中心的半径为FoodR的圆,并且信息素按照半径递减
5 K( ?8 z2 a8 O! E& J for(int i=0;i<EndPts;i++){
2 ?4 _' c6 g% ^ for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
q/ Q; w1 N8 X" m' a" S0 b int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));, U# c7 c8 m8 ?: N% {, c" G
for(int yy=-y;yy<=y;yy++){
; v6 R. U3 v) C3 D4 }' H$ L Pheromone_grid[1][(EndPt.x+x+width)%width][(EndPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));
; v' b, O+ x2 t' j- Z( I5 u) g }
5 {$ K( a& V6 Q7 i6 n: j }' u0 k! r( V' S& L X4 O
}
* C1 W% }- D6 f* v for(int i=0;i<OriginPts;i++){
. M F9 |. I& m" [2 k for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
/ N* Q! F" Z) Y3 c5 J* \ int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));5 E( E3 B$ Q0 b5 c
for(int yy=-y;yy<=y;yy++){* S$ G% {3 M8 V/ Q1 v
Pheromone_grid[0][(OriginPt.x+x+width)%width][(OriginPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));6 O1 l7 @0 [" b
}
3 O% L5 u+ P% M7 F8 L }2 F7 @6 q6 ?& c" i& f1 n" ^
}</P>0 y# o5 t: D! I' `; K C
<P> //重画
1 h/ i: M" O0 i" p$ g: _ i# D canvas.repaint();</P>
9 _& m/ G C1 r6 Q2 ^. X<P> //让程序开始运行" @8 f8 a) G4 s, s# `4 V4 d- \
//running=true; B; K% s# l; R9 v
}
% k% Z+ [" n o2 C public void paint(Graphics g) {
- U: u5 o8 o D0 |4 v& Q canvas.repaint();# e' c6 y+ M" i7 Z/ L1 W
}</P>
, L9 M5 P) e b7 r- G<P>
4 \' j/ q8 z3 h8 R# Fpublic static void main(String[] args) {
& K8 `8 A. y0 w Antcolony applet = new Antcolony(); z$ }8 J( ?- X; n' u6 |( e
applet.isStandalone = true;- t2 }9 l Z+ S8 i1 S3 u
Frame frame;, n( Q+ Q* [ e# `# O
frame = new Frame() {
: l2 l4 z8 r7 \ protected void processWindowEvent(WindowEvent e) {3 o n8 `- M7 K' W; r
super.processWindowEvent(e);6 M: y. X& A% q' ]7 y8 `5 Y: z
if (e.getID() == WindowEvent.WINDOW_CLOSING) {
% w' B; g8 v7 d3 p System.exit(0);
8 E) U7 |! z! d; W# h; k }
! z: L( P* b4 |( f } }/ ]5 @( F) x* {3 H. a- R# c0 U
public synchronized void setTitle(String title) {$ r$ u, f! A- z0 m9 Q8 j
super.setTitle(title);
% l M4 F1 ]2 W5 x; e enableEvents(AWTEvent.WINDOW_EVENT_MASK);
( {0 _5 T. Z/ J9 a8 z }
3 l8 o; r3 L9 f. w };
( K# d9 C) |# V* N4 k p frame.setTitle("Applet Frame");
$ _2 U2 G5 u3 G3 P: m' K frame.add(applet, BorderLayout.CENTER);
/ c# O2 d/ f. R' p- u) M applet.init();4 k8 B9 s+ }- ~ k; ^
applet.start();3 H1 M8 @, S# P2 L: f' f: W
frame.setSize(300,320);
6 a3 q1 A7 \% W: X k" J, d3 b6 g Dimension d = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize(); z' b( r% J1 J, F* V
frame.setLocation((d.width - frame.getSize().width) / 2, (d.height - frame.getSize().height) / 2);; I3 l" Q' z a2 h4 V: ~0 A% g
frame.setVisible(true);
8 K! t" q0 E4 S7 y }/ X. F- d- r W6 d4 X$ F8 q
public void start()* ^& _, E! w3 v( d5 S' ^
//下面三个函数是控制线程的; ^" R* n" ]& y( v8 i3 R& Q% b3 ]2 e
{
1 q0 \3 B8 E% Q: g. ~& W8 O if (runner == null)
5 g9 T! d" O& E {1 f0 s( n: x- M3 ?; O, e; L
runner= new Thread(this);( H% L1 ?4 ~# t9 N9 Z& Q: N
runner.start();4 t% y# S x8 n. w3 |) [+ `' h
//running = true;
6 R" D% R8 S/ T1 y( \7 q% H. U M }/ c. B/ t; F0 x$ e. D
}</P>
3 {0 f' p1 |8 N9 c# _# p<P> public void stop()- Y5 E, h& E: J n4 Y
{# ~/ X. s* s0 y7 c, R
if (runner!=null)
( |3 N E: R9 _% _ {
( t& F9 x, \0 I. h+ L) `6 L$ \9 S4 x" U runner.stop();1 C. |( z3 p6 q
runner=null;, A; U! i/ u0 c9 @$ H3 D+ y2 q
running = false;5 |+ G7 m; V. l& m
}, u! V4 A. R+ D( a9 a& t
}</P>; {6 U1 l6 Q0 M$ o" w! [, V
<P> public void run() {</P>5 G% d3 s2 o! D
<P> int i;
" c$ \$ T) R! I# j; ^3 R& \ //线程一直运行下去
! l3 P5 r8 H* s3 W& d while (true) {6 d: `( S6 Z( G9 B% `$ \
if(running){1 j7 E: { h! J! K7 F
//如果开始动画,就进行canvas的处理4 j2 b1 g* X: w
canvas.process();5 D8 U; m. w3 F: o; ^
}
9 C, Z8 r3 }5 O8 \( j( T. P try { Thread.sleep(delay);}
" C0 E: J% Q; s2 S* H catch (InterruptedException e) {
: A' m) x. T% n d }. Q) j# z1 {- p: |
}</P>* W! R8 A/ @7 [/ J
<P> }
) V3 s- [ E! q public boolean action(Event evt, Object o) {6 B6 A6 l5 k- R7 @1 _- y$ I
if (evt.target == btnMap) {% l* g- }3 F, _' T" X3 Y' ?
//开始编辑地图面板6 [6 l6 b- ~) Z9 J4 F; A+ a
running=false;+ C' C( ?: f' p: e7 F3 m- i5 t* k3 h
btnStart.setLabel("开始");
0 j+ s8 R* ^" M( y3 K0 j MapPad ctl = new MapPad(this); `7 B$ U0 B. C1 j. h
ctl.setSize(308,380);& ?$ y' m% l. M+ A4 H4 K1 A! k6 H7 G2 y Z
ctl.show();1 Z: B& j, S/ y$ ^) [& z: Z
return true;! c5 G2 l4 T+ m. l. v6 \9 r
}else if(evt.target == btnStart){
! i" R# p; @% s if(!running){
9 {9 B w& T$ t! n8 _/ V; H //如果刚刚按下了重置按钮就重新初始化一下
7 ?, ]8 I0 [. f& u5 H" x2 g( q* F if(reset)reinit();0 t: |+ `. E; j
btnStart.setLabel("停止");
# W# R% J: x1 c. f+ N reset=false;
1 F* W: x0 ~( J9 _4 V) w, F7 R running=true;7 `4 j+ W; Y) c3 r# y# v2 E% E" `
}else{
' J$ d# o/ m2 A8 G0 }/ g1 m btnStart.setLabel("开始");$ t' Z1 J& c/ g, g+ _# e6 l0 s4 h
running=false;. H, S3 k! h. j" W I1 G' T
}- k9 J2 T) Y" S7 G8 {9 m) k
return true;
; x z0 }* w& Q. r8 a$ B }else if(evt.target == btnReset){
, J6 k1 q0 O( I a) f! r running=false;
$ Q/ G( g" |4 M" v2 E. P) T int j=0;
) r% v+ ]. T4 N$ b% p d //表示已经按下了重置按钮,以便下次开始的时候进行重新初始化5 E5 l, \$ m' n
reset=true;5 Z" V* f, X7 ^+ K& O; v
repaint();
/ O* J4 k9 s' K( t q# a- }- \ btnStart.setLabel("开始");- G7 q5 s1 d# ~5 e9 T* E
return true;, k( v+ }4 e7 g1 Z/ R
}else if(evt.target == btnConfig){
: U5 K1 _# Z9 i8 O. V! Y running=false;
' a# \ f2 |' W; f! C: ?' L* H btnStart.setLabel("开始");' F: T1 ?6 x1 J+ n
Configer ctl = new Configer(this);0 d( e3 E5 s$ K, c+ K
ctl.setSize(300,300);
( p$ K, A% b) `0 x$ @ ctl.show();
3 H, h% m* ~6 P h' ^: w( y return true;5 w2 V! g- g; p' z: N4 x {
}else if(evt.target == choPDraw){
0 z; v0 @( B4 H0 j! ], y$ z. V //选择画信息素的模式
/ ^+ q. @0 n8 Y drawPhe=choPDraw.getSelectedIndex();
. h+ W5 z) D- a6 H6 a/ @8 C, s9 H if(drawPhe!=1){canvas.repaint();} X1 _0 ~* }% Z# j
return true;
: o0 B3 ?4 ^: {# c }
3 g1 e% j1 g1 @ return false;</P>
2 Y* N9 v1 z( ]- F8 d) x<P> }
$ r& D6 R! x @* W# s/ m# v /**Destroy the applet*/- [+ o* g" Z% n+ Y( D/ m$ Q
public void destroy() {
3 Y$ N- P- p" n8 \3 Q1 M //当结束程序的时候,把线程也结束
; |, l7 w! a' _' n r( y! b. ^ if (runner!=null)4 v! z8 p+ T1 O, ~
{4 A# H* V8 B$ B* s- _9 ~
running = false;" w' K( i. k0 u9 m
runner.stop();
5 \0 c* F, M: e- m1 h runner=null;
( }, Y+ O% y; F& K$ [; f' H }; v" G! l4 [0 o- M; X/ P* W
}</P>
6 C8 v; I: ^' s. F! K5 l; y<P>}4 S) H: ]5 K U7 {; |
</P>4 p4 F* a" n( h3 V# X j: J$ ]/ }) A
" ]# n d$ d9 x8 j3 C7 a9 G
2 O( Z' k. m* k; b
% r" o \: q; l2 X2 H8 F<P>package ant;
4 M% B' _$ W3 L3 @import java.awt.*;
/ b9 G2 r8 D1 f/ L" [: Uimport java.applet.*;9 ^8 r/ z3 Q8 M! ^: o6 Y
import java.util.Vector;</P>
8 u; z0 ^3 R* w8 v1 F( n<P>public class ant{
9 ^: q9 v7 t, c- J8 x/ @ Point nowPt;//当前点坐标
+ Q5 [, p! C8 m4 o: f int VR;//速度,每次蚂蚁能走动的最大长度9 k2 B" b9 g2 a# Z9 a# F
int id;//标识
& |6 c: i. e' k5 M) g Point lastPt;//上一点坐标
" T" o& E8 ~+ \% D- q Color color;//蚂蚁的颜色
! s. N& d7 G$ G, \" A6 j Color back_color;//背景的严肃
4 @' f/ [0 j1 p4 _; T; q* s int height,width;//世界的尺寸4 h1 u- [1 p- k) E ?
int Phe;//每次释放信息素的数值( e1 M) d4 w. x9 l9 d4 R# y
Antcolony local_colony;//主程序的指针3 B: p4 y; c9 s; [4 Z! J/ `" `
Vector HistoryPoint;//记录一次觅食过程历史上的所有点
1 ]8 u4 H) x9 u/ u- h+ b" j, e double Main_direct;//主方向
2 E l% w. d9 { |5 z1 r. [ Point FoodPt;//记录的食物点,是否找到时候判断用+ c0 r. i @3 t- B" q0 H$ O$ n
Point OriginPt;//窝的坐标! X/ I4 S% o1 X# d& p3 @* w
Point AimPt;//目标点,是窝或者食物
; h6 u, c: J; b Point StartPt;//起始点,是窝或者食物
! D3 l7 L8 v) O7 W, s int FoundTimes;//找到食物或者窝的次数
0 H" a' g$ E9 V! ^ int Max_Pheromone;//最大能够释放的信息素
9 A8 i, @$ d/ ~7 D int Pheromone_count;//当前还拥有的信息素的总量0 N( K* R6 S0 K! y" q
boolean Judged=false;//判断寻找目标点的工作是否已经进行了
s1 A/ c/ j( k! C. Z double mistake;//犯错误的概率0 R# p& ~& x1 S+ T0 ]) k _! _
int memory;//记忆走过点的数目; J- N, d" @( S+ r' a% |; c
double Count_distance;//走过的总路程,为单程的路程,也就是说找到食物或者窝就从新计数了。 B2 u3 E' E2 e( o) ^% o, ?, H" G
public double Min_distance;//当前这只蚂蚁再没次往返的时候的最小总距离
9 r$ }9 f7 t" c7 C( Q public ant(Point nowpt,int vr,int idd,Antcolony colony,Color c,double mist,int mem){
8 P5 w8 u0 A, D0 X4 ` nowPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);# M' ~. @- G, q
OriginPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);$ J' I" m5 a$ W9 d
FoodPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);
" A" c$ O& N* a StartPt=new Point(nowpt);
. V2 O+ j9 b9 [ AimPt=new Point(nowpt);' O" V1 e8 k, n: ]5 H
lastPt=nowPt;, v! X. x7 t4 j, o2 P3 L
VR=vr;
+ ?* V9 W1 r. @* e/ l% g id=idd;
: G9 V0 ^ E2 b color=c;/ v& F \% d+ n3 n. A
back_color=Antcolony.BACK_COLOR;* k: d0 H; Q" l& E2 l/ y
height=Antcolony.height;( p- C2 M3 x, ?4 i, e b
width=Antcolony.width;+ a$ ]# b! S* ?6 @
local_colony=colony;5 ?, V8 v( v8 I9 U& `# V7 `% ]
Phe=200;
7 P7 k2 N# s4 d; b" D" @6 h4 Z mistake=mist;5 V+ y0 f$ i; O
HistoryPoint=new Vector();
$ l' A7 R3 q2 C# X Main_direct=-1;
" A' A Z$ a% N) q) P, s+ K# k FoundTimes=0;
4 u/ h2 y) a7 H- W+ Z% _2 R Max_Pheromone=local_colony.Max_Pheromone;1 ~' Z3 |8 ]) T0 O. @! O
Pheromone_count=Max_Pheromone;1 Y" J# u) I" e7 _ J/ W5 h
memory=mem;6 ~/ l5 Y& Z0 g1 U- V9 k. w
Count_distance=0;
! m# m. U! c; ]5 e Min_distance=-1;
+ N! ~/ B5 M( I2 } }
3 C+ t4 g& \+ {' U6 V2 a, | public void init(){
/ c. }; w0 i& R/ w. O9 ] nowPt=new Point(OriginPt);
9 h3 N' [" r9 B% q5 B& D lastPt=new Point(OriginPt);
' s! F# l. l5 h" R FoodPt=new Point(OriginPt);. E( v8 L) S# A" R9 z' @% d% U! D! g l
AimPt=new Point(OriginPt);
/ b" D8 ^2 ]2 E StartPt=new Point(OriginPt);
- N, K" v, G! y8 x HistoryPoint.removeAllElements();
- @. n9 u( X: W6 L( O! W Main_direct=-1;, |6 G0 W3 W6 x3 w
FoundTimes=0;9 Q# g1 u# F* H4 T+ D6 f5 G
Pheromone_count=Max_Pheromone;
1 v0 l' R8 R g% v5 [* T4 { Count_distance=0;4 t$ e, d2 w! C. u0 t
Min_distance=-1;
6 l& c, H& v# v9 W8 h }% K# n7 H4 {& {4 A: m
public void Draw(Graphics g) {# ?: L* a% p5 r( f) X; g0 g- ^# X
//把蚂蚁在屏幕上画出来,先擦除上次画的点,然后再画蚂蚁现在的点。6 }0 E3 u( z) ^* p4 X" J
g.setColor(back_color);
. ]2 |* R' u9 b& D) J g.fillOval((int) lastPt.x,(int)lastPt.y,1,1);
# j% J# m( p- X# t+ A g.setColor(color);# f' f! H x: f' x
g.fillOval((int) nowPt.x, (int) nowPt.y,1,1);
2 h; ]% P4 m7 @- I4 F, n$ w& e }
2 P, X. `! g: x+ _ public void Process(){
# n- Q( e4 u& M2 s% [+ p, M- z //这个函数是蚂蚁进行决策的主程序,首先判断蚂蚁是否已经找到了目标点
/ J: O' I3 X" k5 F& Q/ ? //(目标点在没找到食物的时候是食物点,找到以后是自己的窝)
9 I5 Y7 d) V' X1 V! j: o o //然后计算蚂蚁的主方向,也就是让蚂蚁的爬动有一个惯性,当没有信息素作指导的时候蚂蚁按照主方向运动
( Y' y, q& T0 N+ p: r' E- H //开始搜索自己周围的空间信息,包括有多少信息素,是否有障碍物。最后根据信息素的大小决定移动到那个点
+ P* q1 e' }: {( P/ y/ @+ X4 { //根据决策的目标进行真实的移动,其中包括了避障的行为,洒下信息素。</P>' v8 o; |; b3 x1 r- f
( Z( |5 _3 n( [1 s
<P> if(Judged==false){! E2 r( V5 _/ Z: L, R, t( \
//如果已经判断完结束与否了就不进行再一次的判断了,也就是说目前蚂蚁已经到了目标点,
' m/ r2 A9 Y8 B' `3 L% b //如果再判断,它就会在目标点原地不动了,因此这是候不判断,让蚂蚁走起来
" L$ E1 O; h$ K0 k& l if(JudgeEnd()){
, a2 g7 V0 o( ~& [ //判断,如果找到了目标点那么就退出该程序6 ?4 B6 L7 }( Y: l# h
Judged=true;& O: n; y% X! R' p9 H
return;
+ M/ [" ?( ^5 a) x( U }/ X$ a& i7 D8 E/ x0 E. ]
}8 M# L2 a( r$ v4 ^0 R& N, f* P
Judged=false;' D! M# I* e+ A% Y
//如果没找到,就选择一个方向,这个方向是主方向加上一个随机扰动得到的,有SelectDirect函数完成
! q& H6 G$ r$ W! l& i double direct=SelectDirect();</P>3 y0 @& |% f. q; H
<P> //下面是如果根据计算的移动方向得到蚂蚁的下一点,即deltx,delty5 O0 x; W: D" m6 C7 b
int deltx=0,delty=0;
# n5 n* k1 T' O) e* [ //direct是方向角,根据方向计算位移
0 c5 c8 N! k/ I; |- `/ ^ deltx=(int)(VR*Math.cos(direct));7 f* i9 k9 P. J7 t( K
delty=(int)(VR*Math.sin(direct));</P>4 |2 W$ p& I0 R* q$ m' ~/ q
<P> //kind表示当前蚂蚁是在找食物还是在找窝,如果是找窝就是1,找食物就是0。
1 [/ R; W9 @4 U8 w6 O& J# ^( D int kind=FoundTimes%2;</P>. a7 s7 d4 v' q6 P8 U( R! O
<P> //计算当前点的信息素,注意,如果获得的信息素总跟kind变量相反,# m0 K) n9 N4 P, \# z. t& G1 s
//也就是说,如果当前蚂蚁找食物呢,那么它所关心的信息素就是找我的蚂蚁留下的,反之亦然。
6 h: d, |! Q: z G/ B( F int here=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][nowPt.x][nowPt.y];</P>
9 D4 s3 q7 T2 J! n& S<P> //记录搜索的环境中找到的最大的信息素
( |7 C( x" n2 G# T int maxphe=here;</P>
6 l, L X2 V6 I! @# [<P> //记住根据主方向角得到的位移,如果信息素并不能告诉蚂蚁应该往那里走,那么就要根据主方向角决定了
. N1 p6 J( t2 K1 j/ ^* O2 @) B5 m int deltx1,delty1;
W" j& L( F0 @8 w ~ deltx1=deltx;delty1=delty;</P>& l& D v6 ^" n' R# ^7 r$ K
<P> //开始搜索环境,搜索的空间是以当前点为中心,VR为半径的四方形内,即VR/2*VR/2的正方形8 _7 ~( g6 ^2 J
for(int x=-VR;x<=VR;x++){0 I& r% K& X5 n: R* v+ S
for(int y=-VR;y<=VR;y++){
4 a7 k# Q9 A) G0 H //xx,yy表示搜索到哪一个点了,+width然后再%width是为了让坐标循环起来,
0 f6 Z. D: u- m1 j. y9 Q9 Z; M/ e3 P //在这个程序中,坐标是循环的,也就是在一个球面上
( a8 M- W: r0 g( c& K/ c* K int xx=(nowPt.x+x+width)%width;8 y+ j/ W: I3 K& S! K
int yy=(nowPt.y+y+height)%height;</P>- p2 w+ K# ~3 V6 u6 }. u
<P> //循环的时候要除去当前点。1 e* e9 F2 M0 w4 m S4 o
if(x!=0||y!=0){+ o+ H0 `: i' f, I" E" n5 t# u
//的到要搜寻的点的信息素0 t+ k) A. _+ n
int phe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];</P>
* Q2 \- p& \* i# X/ V7 n<P> //如果搜索点的信息素比已经找到过的信息素多3 J' ?# X( I1 j( H" }4 K
if(maxphe<phe){</P>* I* d/ W1 C) |) K7 Y6 |) l/ ?, H4 W
<P> //如果当前点的信息素是0,没说的,赶紧上正轨,否则,就要根据随机数
; M3 n/ Q# t7 |) n. m //以mistake来决定蚂蚁犯错误的概率,即如果犯错误,它就不按信息素最大的方向走
/ a6 E/ s6 y4 n2 Z double ra=Math.random();4 i. c7 x9 v, l' L7 k O+ u; |
if(here==0||ra>mistake){# {- A, d* A' @6 u3 n
boolean found=false;
& ~ P3 I. ]6 F" X* C2 d //查一下内存最近走过的memory的点数,从而避免当地转圈
* r3 Z' G, u, ~2 T2 I, T* I( w3 h int size=HistoryPoint.size();8 Z* m3 N& y- J5 m8 Z$ u6 a
int minsize=memory;* e" Q% B3 _1 s1 y/ F1 }0 W- B: s% V
if(size<memory)minsize=size;
0 X+ k, H, v8 w& ~. |% l" A# J2 t for(int i=size-1;i>=size-minsize;i--){$ [/ t2 W- G2 i! k; J3 B. U# Z* ?
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(i));
% q- I# a) t- \4 z if(pt.x==xx&&pt.y==yy){3 @: U/ m6 V, m: Z' O2 L
found=true;
; U, r. t$ X2 J* _ break;
& r# F! A4 O9 @2 ~$ _ }
9 I/ |$ K( Y( L* c( \ S: V) R }. B: H0 p7 J! x4 V! C" ]/ c
if(!found){2 z( K5 J9 a% H( h, x
//如果没有原地转圈,那么记录信息素。+ M/ b# H& i3 ?4 t6 I4 k6 V5 D9 A
maxphe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];
% c% X' s* C- {/ R' ~, X6 {$ P5 B deltx=x;0 I( L' \: y) X" y: g
delty=y;
# u) B# l) J6 ]3 t5 n }
+ e+ S3 h4 ?/ W( |: o }//end here==0||ra>0.001( N0 N9 d" G; c7 H t7 v" e, N
}//end maxphe<here! V w$ a2 T0 s: v7 j5 y' Q
}//end if x!=0
+ I8 Y4 n! z, ]! A7 p; W }//end for y
2 a W9 L5 [" t# J% l }//end for x. K. v6 I. w+ G9 `/ q# d) B
Point pt;</P>% a+ L4 {& I! ?5 [) `) e
<P> //根据获得的信息的来的位移deltx,delty,来具体的进行移位
9 \7 L1 J) L# C( D7 X6 M+ `- @. U pt=Evade_obs(deltx,delty);</P>4 J- ^9 H/ q* a8 u( a+ z
<P> //如果卡住了,就根据主方向来确定位移,如果主方向也卡住了,那蚂蚁就会随机变换自己的主方向!
$ ?8 |$ y2 X# T, i4 S6 f- P" n if(pt.x==nowPt.x&&pt.y==nowPt.y){
- M6 N6 D3 z8 P x pt=Evade_obs(deltx1,delty1);& i* c+ o6 s$ U; m
}</P>
6 G4 L' a2 }3 v2 G! w<P> //播撒信息素
+ j/ S; h" ~6 W% O Scatter();</P>
( w1 r8 @) N5 T) h, G2 D. ~<P> //记录走过的距离' E: J$ |, F' O/ J' N F
Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);</P>
( z, b) N k9 v; p<P> //改变当前点位置
' R" Z7 j+ x- x' E$ }9 o lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>2 U$ T% p8 V7 y6 A
<P> //根据memory的大小记录走过的点,并忘掉memory以前的点8 @& ^" @; j5 l }
HistoryPoint.insertElementAt(lastPt,HistoryPoint.size());
, P3 o5 P2 R- m4 y* E) l( {0 P# p if(HistoryPoint.size()>memory){( n" s$ l( h5 B" f0 m: u
HistoryPoint.removeElementAt(0);! r4 z3 V" L+ D/ L: O0 w2 N4 T) Q6 J
}
7 d/ N4 U: J* Q6 U* H/ s- }7 N6 N nowPt=new Point(pt.x,pt.y);
- `$ K- E, e- { }</P>
9 O) x( D- O( U4 p4 Z1 A' u<P>
; j' h+ G6 Z3 D1 p private void Scatter(){& [0 }" I. w/ K* C
//释放信息素函数,每只蚂蚁有一个信息素的最大含量max_Pheromone,2 P, `+ _$ e9 S' q* ~! t; t
//并且,每次蚂蚁都释放Phe单位信息素,并且从总量Phe_count中减去Phe,直到用完所有的信息素。
9 D3 ?; k! F' y0 F9 B4 K% b if(Pheromone_count<=0)return;
9 ?' v# K' r: T4 P //决定释放信息素的种类; [4 N8 x* h, E0 ]
int kind=FoundTimes%2;</P>, Q# L" t# e; Q4 K: p4 b o/ U
<P> //获得当前点环境已有信息素的值
% u ^9 Y' j: s/ k1 ^! _4 T' w int Phec=local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y];
& A( T# N% w* g5 |6 d0 { boolean ofound=false;% F1 x3 Y! ]; a' t
if(Phec!=0){
- J: F8 M, f0 i+ Z* J2 A //如果当前点已经有信息素了
D _: c8 o0 i( I for(int i=0;i<local_colony.phe.size();i++){
8 ~6 j5 o6 o5 V- @2 a+ L4 ?; n //在信息素向量中查找该点的信息8 g" d# }# Z$ `4 ]; H- E; N1 o3 N: x# ]
Pheromone ph=(Pheromone)(local_colony.phe.elementAt(i));8 E) P9 c! H# M. X( D% D; l) i
if(lastPt.x==ph.x&&lastPt.y==ph.y&&ph.kind==kind){3 I6 \/ Y* @2 y/ o( o9 ]$ u. t
//找到了,则看看蚂蚁所在的位置是否是刚刚走过的,如果不是才撒信息素3 m8 x* ]2 _4 w7 P+ t
int size=HistoryPoint.size();</P>2 S* ]1 k( a a8 ?
<P> //如果在表中找到信息素,则用ofound记录。
4 v8 v1 @5 J% h ofound=true;3 E3 e- D: b2 T
boolean found=false;: a) d7 _/ I. t: w
if(size>4){
' T8 p" A1 x1 I2 { for(int j=size-4;j<size-1;j++){+ d1 ?( M8 r$ T. K
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(j));
3 c, L; [0 O! H0 v I) ^ if(pt.x==lastPt.x&&pt.y==lastPt.y){
2 x+ M" G; V7 y //如果当前点重复了以前走过的路,就不释放
- l" @/ J* P1 R" f6 V# e9 T1 A U found=true;$ g. e4 W/ L. ]. L0 t2 ^
break;4 a' d+ Z/ L; \) j A8 c4 E6 F
}
. r7 D; o4 |2 w- }4 R( o }
8 a# j7 }( {# Z, G/ U6 f& Q }
$ h5 ~' H" b& u) ]# |- m* @2 h if(!found){8 q; }% i5 z) P; M3 r! t" e: m( G
//如果当前点不重复,则开始撒* N* q5 w2 H: ^& Q, m( r: P: N
ph.Add(Phe);
: O7 @0 ~; h# D2 F local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;</P>9 |' C8 O- O7 P! C$ L, J
<P> //让还剩下的信息素总量减少
4 K: @$ T$ W# u$ n$ u# D Pheromone_count-=Phe;' ?- k! m3 p. T! C% `, s
}
/ \ @; j, y& h break;
6 P% Q6 U- _, F# R0 E8 [0 d }2 n3 P d z7 z) O0 O+ y
}
( x- @ ?# K0 f# K }
% V I; D5 Q, D7 Y8 J if(Phec==0||!ofound){
- Y* y) Z6 y+ \( A% R: x //如果当前环境没有信息素,或者当前环境的信息素来自窝或者食物,则新建一个信息素元素放到列表中, n/ `- k, A# e3 i, h" y! z
Pheromone ph=new Pheromone(lastPt.x,lastPt.y,local_colony.phe.size(),local_colony.Delimiter,id,local_colony,Phec,kind);
; @6 K- l5 J3 l1 K% N x( g0 X- F ph.Add(Phe);9 U5 V- u* O. H* i2 x0 Y/ {
local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;
$ Z4 A/ @& S' S5 A local_colony.phe.addElement(ph);4 k3 M W9 ?5 F" k m
//让还剩下的信息素总量减少
# Q, E$ u# ]; S$ q3 b Pheromone_count-=Phe;3 O; ]0 J- j3 v) E5 E& `% e: q
}</P>
4 |/ t; h; m1 P* g<P> //根据还剩下信息素的量调整释放信息素的数值Phe,这里为线性模型即Phe=0.0005*Pheromone_count$ z* H M7 a o( ?, A1 H
//如果把剩余信息量看成数组count(n)的话,那么根据本模型,
; h5 [' X$ V/ C2 p5 x' i- Y //count(n)满足下面的递推公式count(n)=(1-0.005)*count(n-1)
$ D9 J6 h% W2 D2 M" C: d3 q //也就是说count(n)以几何级数的速度递减,这样,蚂蚁刚走出的地方信息素远远高于后走的地方
& t7 v' q4 q9 `: W( y; }# P //这个模型是否科学?有待研究) o( O9 S7 \4 R, I& b k' N/ z. @
Phe=(int)(0.005*Pheromone_count);</P>
" {8 \8 w3 o% P% r3 K! u* L* x<P> //如果剩余信息素已经太小了,则按照等差数列递减5 Y8 x7 s% l+ v4 y6 U
if(Phe<=10)Phe=10;$ W9 t: H# |- V0 ^0 J! Y$ U. k' F
}* a5 a0 \. v% Z+ _ N
private boolean JudgeEnd(){
# b+ W8 x2 w6 z% G/ z //这个函数判断是否已经找到了目标点. w5 `. M/ A" _8 c/ }
//首先获得当前蚂蚁是正在找窝还是在找食物。+ d' q( ?" E/ x0 o: J* K+ R3 R
int kind=FoundTimes%2;
( [( h! f. a7 _8 r2 z if(kind==0){
9 t1 k2 `: h& V, X //如果是找食物,那么需要把所有的食物点坐标与当前点比较,距离小于VR就认为是找到
6 Z/ Z2 m# Y* N: ~% H4 t; a int i;
* N* i) B, N' ` for(i=0;i<local_colony.EndPts;i++){
& ]+ R+ R/ L+ i7 g, z2 ^ if(Distance(nowPt,local_colony.EndPt)<=VR){
) z! E1 O$ I5 K. Z5 a //如果找到了食物,就直接移动到食物点
5 B( {7 p/ x+ O lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);. m4 n8 Z% l7 F- r3 }
nowPt.x=local_colony.EndPt.x;
$ ~3 d9 G1 V; U N, F nowPt.y=local_colony.EndPt.y;</P>
! T- ~: y' Z9 _3 D' y+ l- _1 J8 t<P> //计算最后的总距离
! Q, ^0 E' h, y# o6 W) _9 A/ I Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);
# N: T! ] I E, K# e5 X, ~3 ? //比较大小,记录较小的距离- z$ }8 Q D4 J! X8 g( j
if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){
# L' S+ w* P/ r Min_distance=Count_distance;
/ Q# F0 q7 E* b+ E( @, [ }
% Y: ^" ]+ y5 z( c1 Q //清除总距离记录
& O2 x ?" f! p Count_distance=0;</P>
+ C- o+ {5 }2 E* o# O1 f8 d8 g<P> //同时记录这只蚂蚁的目标点是它的窝,起始点是这个找到的食物点$ h ^% A# u8 {$ ?/ M2 Y
AimPt=new Point(OriginPt);% a- F% u7 k8 o& [5 J9 U
StartPt=new Point(nowPt);
6 T/ J- y5 s* J g: k; f, ~+ r //并把当前点标为自己找到的食物点
' e3 R4 B! z+ i$ R FoodPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>+ z% j6 k4 Q. T0 T: c( Z
<P> //找到了食物就把找到次数+1
5 t" N8 p6 f! s3 [: k FoundTimes++;</P>+ t& r5 J- X( g, U) w0 F
<P> //改变主方向为原来方向的镜面反方向+ }) b7 p9 G- Q- G
Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>
& f4 @# c4 K6 W<P> //重新把自己能撒的信息素置为最大值5 d: ^. [5 A$ v K% ^' S
Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>' F- @! T' C" E7 [% b6 G) Z; N
<P> //清空记录的所有点$ l. D/ p$ L0 O/ q4 [+ T
HistoryPoint.removeAllElements();</P>
; J5 a/ p: A8 ~' c" q9 e- J<P> //返回找到为真) k2 ?! b3 A" l! J: y
return true;3 Z4 D# j M9 p8 S
}, X1 s) O* e8 \1 b' Q9 O, z7 Z
}* g: z1 i+ `2 H# ]: Q
//否则没找到2 H! H$ M/ @9 m
return false;
5 a+ c+ T# A# {5 {4 F+ W" \ }& d+ s: r* m2 A; L" G- O
if(kind==1){
$ P9 q1 F7 @4 ?; C1 x8 N/ F //如果是找窝,因为目标点已经明确,所以比较目标点和当前点的距离,小于VR表示已经找到$ {/ K, A( M; L8 Z& Q; C
if(Distance(nowPt,AimPt)<=VR){
7 x n% v x$ S+ p6 i( d lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);1 [: m8 \( N: J$ v6 s- p+ i4 ?
//如果找到了目标,就直接移动到目标点
/ n% c. l, U, t# x( P! n nowPt.x=AimPt.x;
9 W( u0 ^+ M+ g6 U6 a1 c nowPt.y=AimPt.y;</P>
2 L @5 r8 A9 Y5 ?<P> //计算最后的总距离# A' S- g6 M3 x7 ?! p6 t% K
Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);
% C: x& m4 J2 n //比较大小,记录较小的距离
6 W/ h& f0 h$ F0 x9 b( Z if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){$ W1 g7 i* Q2 r6 K% A* J& [
Min_distance=Count_distance;/ x' P, _ S+ Q+ Y
}/ \4 H. G+ A0 u4 f
//清除总距离记录/ a" U9 h1 ]& y6 k
Count_distance=0;4 v0 J' f0 g. k. n' g f
//把目标点定为食物点,起始点定为窝
. `% F& A! n$ D/ G( m8 j. K AimPt=new Point(FoodPt);
0 T. s; k& {# a- u StartPt=new Point(OriginPt);</P>/ K7 f0 p2 y% v- G
<P> //重新置信息素# _. O6 J9 m- d5 E5 q T
Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>& E4 p2 K& [ e1 {1 v6 H
<P> //清空历史纪录: ?" u* `6 Q6 Q: \2 J! S1 E
HistoryPoint.removeAllElements();</P>* a3 h/ D; k- m% u# C8 V7 G& B+ v. [3 D' H
<P> //主方向反向2 r4 n h E+ y- H, q
Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>) p9 |1 M9 S/ C5 u V& s! [
<P> //找到次数+1! [; c; u: z8 s' _4 T0 O
FoundTimes++;$ e! O; U* o: z% b9 w
return true;4 u! d3 f6 H* ~. N. _& {
}
. {0 V+ h0 M0 v return false;9 A* \7 H9 k$ U5 j) e
}
" J2 X. X2 \! m5 c" t9 u; [- R2 T return false;
1 U3 F# R+ I" t4 f/ K: ]}. [; O) i5 }/ m; U
private double SelectDirect(){! `" l" J- L# f$ h- e1 j) R* v2 P7 [
//选择方向,最后选择的方向为主方向加一个随机扰动" y% X3 B9 r) I. l* ]
double direct,e=0;
0 R, I' y8 G0 E if(Main_direct<0){2 \# l5 F$ I0 H4 O1 b7 N
//如果目前还没有主方向角,就随机的选择一个
3 B/ Y. w5 w3 c; o, z e=2*Math.PI*Math.random();
& e: e) w6 d. n1 z6 K Main_direct=e;
2 `0 D$ v# j/ ~: J* B }! N% ^+ Y1 V, k1 r; }
//选择主方向角7 u! B1 l' m" [& F
direct=Main_direct;</P>: T1 b: Z8 w1 E: Y. T) r
<P> //做一个随机模型,产生两个随机数,x,y都是[0,1]内的,这样x^2-y^2就是一个! m( a3 K7 c/ m, M s
//[-1,1]的随机数,并且在0点附近的概率大,两边小( r* L% A7 F6 F* b( E5 p# j
double re=Math.random();
7 \4 Y- _5 r, [! g! O double re1=Math.random();
4 T" ?! h) J" N+ S9 z, I0 J7 }$ e5 B direct+=Math.PI*(re*re-re1*re1)/2;3 @' T8 [, d1 G/ p; q. R, @: W6 I2 @2 S7 u
if(re<0.02){9 W( i: X, I$ P# J' [
//以小概率0.02改变主方向的值,主方向的选取为从蚂蚁记住的点中随机选一个点,计算当前点和这个点之间的方向角。4 X7 b; b; ?( o" m
int size=(int)(re1*memory)+1;# _& {8 D: }6 Z& {
if(HistoryPoint.size()>size){5 C7 N" O ~3 n; p
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(HistoryPoint.size()-size));
" M5 W* J) }$ ?+ W+ a5 ^ if(pt.x!=nowPt.x||pt.y!=nowPt.y){- o. j/ _5 J9 T" A
Main_direct=GetDirection(pt,nowPt);
9 q+ B! j- a4 S3 m2 j }4 E) p1 o# v& s4 N. E
}
( |( k" n( ?" I/ V1 Q; Y0 Z4 r }5 N& o7 k0 O; e6 M6 Y, w. w% N
return direct;</P>
7 O8 v) s: E, R9 |<P> }
' _: Z |# G- r, T private Point Evade_obs(int deltx,int delty){
( |: q y5 A# y" Z //这个函数根据决策的位移值进行敝张的判断,算出真实可以移动到的点. }/ F" ~; c8 Y0 S+ c3 K$ q; Q" T
//要移动到的目标点是(nowPt+delt),当前点是nowPt,那么搜索nowPt到(nowPt+delt)
5 H. h1 F2 ^# C) R9 R( f3 ^" H* Y //这条直线上的所有点,看有没有障碍物!根据直线的参数方程:
; O. D4 Q8 O. c% u* P //x=p1x+(p2x-p1x)*t,y=p1y+(p2y-p1y)*t;
+ Z3 a! M3 a0 j. Y5 G7 u0 K //其中t是参数,取值[0,1],步长为abs(max{p2x-p1x,p2y-p1y}),
. O6 x# u! C5 C/ B7 x, ` //p1,p2在这里分别是nowPt和nowPt+delt
1 P% J/ Q5 n6 ^5 C7 k7 g% { Point pt=new Point(0,0);
/ b9 ^! U2 q: H6 t7 |: i( h5 R* @ int x,y;3 [$ I" C, p! D% @) p" Q! ~( c8 q
int delt=deltx;
3 _8 C' h: A7 O; O: `/ E' x if(Math.abs(delty)>Math.abs(deltx))delt=delty;) Q4 e$ k" Z9 O& v" P+ t
if(delt==0)return nowPt;4 G9 F4 s/ P$ p! A/ |2 n
for(double t=0;t<=1;t+=1/(double)(Math.abs(delt))){
$ Y0 W4 w% X/ p9 e x=(int)(deltx*t+nowPt.x);3 F; d& K. L0 J* c9 g u
y=(int)(delty*t+nowPt.y);# ^1 ~. H j6 r7 S7 Z
x=(x+width)%width;, D8 |8 _# W `8 S! S2 P
y=(y+height)%height;
H" O2 h/ E" s3 f1 C, V if(local_colony.obs_grid[x][y]>=0){</P>0 `7 I* |) P4 V0 J, n4 d
<P> //如果移动方向发现障碍物,那么就改变目标点和主方向+ j0 h7 I: q. M5 h4 Q2 t; y8 f
//新目标点为障碍物前方的点,主方向随机取值6 o5 B- u+ d, Q4 T0 F, u2 R& u3 u
deltx=pt.x-nowPt.x;delty=pt.y-nowPt.y;
: {: t$ K$ @% \6 u double disturb=4*Math.PI*(Math.random()-0.5);$ z( i1 {, ^* r4 K3 U* S
Main_direct=(disturb+2*Math.PI)%(2*Math.PI);
" o6 a3 J5 @6 ^) J7 {. ]$ v break;
F7 h, a: t9 k- }: _ }: O9 W5 X, Q8 I c, M
pt=new Point(x,y);/ w: c2 k' j1 ]4 ^9 k7 ~
}</P>0 _+ o# ?5 f7 E$ g3 N
<P> //计算得出实际能够到达的目标点4 Q1 P) Q* V$ j2 w; h+ j7 ] x4 K: t
x=(nowPt.x+deltx+width)%width;
0 c7 ~0 x$ g. e. Q9 B y=(nowPt.y+delty+height)%height;
( r, R/ H4 l" H5 K2 L& W return new Point(x,y);! E* i8 x0 w" X: m( h
}1 c/ ^, `# M: l: z
private double GetDirection(Point pt1,Point pt2){% b1 Q% U; Q$ f9 L. Z
//这个函数为指定两个点pt1和pt2,给出pt1-->pt2的方向角9 N" W, N7 M/ N$ H
//此函数的难度主要在于,我们的世界是球面,因此需要从多个方向计算方向角,
; I2 I& o: P- u //其中方向角是所有可能的角中使得两点连线距离最短的角。+ M1 b; A/ m% h) K; J( H/ U: e& `3 J
double e;
6 |) q$ L8 g! k1 r) K: j int deltx1=pt2.x-pt1.x;
( G8 R8 i$ |3 X# f- m' i int deltx2;) ^) [+ d$ J: @: s
if(pt2.x>pt1.x)deltx2=pt2.x-pt1.x-width;
/ t% }: z6 j4 J* ~8 T1 G else deltx2=pt2.x+width-pt1.x;
% r0 x8 K2 P$ y( Z9 Y+ B int delty1=pt2.y-pt1.y;
) B; M+ D* f! N* o- }4 D int delty2;: c7 J% }! Z7 t+ }
if(pt2.y>pt1.y)delty2=pt2.y-pt1.y-height;
/ T* v# q2 q6 g8 `' J else delty2=pt2.y+height-pt1.y;
: h* u6 p! k E int deltx=deltx1,delty=delty1;
4 N1 @, V$ A$ v$ |3 B6 y if(deltx==0&&delty==0)return -1;: E( g7 H; _) B! Z0 N( F/ ]# `
if(Math.abs(deltx2)<Math.abs(deltx1)){& }% u! p' m5 m- m; {% Z# v5 q
deltx=deltx2;1 P; |6 q {; R6 k
}
4 E& A0 P4 c5 O% O) U8 L1 M if(Math.abs(delty2)<Math.abs(delty1)){
8 F. b+ h0 H4 r8 P7 q delty=delty2;
' g8 I! r8 X3 W0 t }
( K6 M2 A& w. U" i, z) ] if(deltx!=0){' k3 C; f: |0 G2 l# }6 U6 b) V- Z
e=Math.atan((double)(delty)/(double)(deltx));
- ^- J' J( y K if(deltx<0){6 ]1 }! ?2 Z5 f$ O$ J" X1 R
if(e<0) e=e-Math.PI;
" n( R; G; N' g else e=e+Math.PI;
! r/ U$ G) d) H# Z }, ~, P% U3 c: p7 J
}else{' y5 h n P$ c9 m& d
if(delty>0)e=Math.PI/2;! x' I2 `6 n% V6 |3 h9 `8 {
else e=-Math.PI/2;8 M3 I Y+ j( w3 S
}$ E `3 c* I. C" N x
e=(e+Math.PI*2)%(2*Math.PI);
; K J/ i- U- X0 z/ [: t: o return e;
6 N( d5 }2 s0 r+ o; }3 v, j }2 }, h, {# ^, X) Q; E: c
private double Distance(Point pt1,Point pt2){
; ]& R5 u$ ?0 I- v //给定两点pt1,pt2,计算它们之间的距离,难点在于世界是球面,所有有坐标循环的情况,& t! @2 `: F6 {8 u, ~. I q& Z) }& U
//这里计算的是所有可能距离中最小的 P- h( y9 w5 ^3 o% A3 l2 W4 K7 a
int dx1=pt1.x-pt2.x;
# \7 h$ i5 a) ?+ B4 n' t% S int dx2;& f" ^1 L3 `* c. o
int dx,dy;
, n$ N; |& X6 G% K/ ~' }3 v if(pt1.x>pt2.x)dx2=pt1.x+width-pt2.x;8 V2 s: X0 l+ b9 |8 i1 N# s% v
else dx2=pt2.x+width-pt1.x;
6 k9 U& h7 d% t, }. d int dy1=pt1.y-pt2.y;
R$ l8 q+ ]( k$ W int dy2;
5 }* h$ ^ G8 k* f2 w if(pt1.y>pt2.y)dy2=pt1.y+height-pt2.y;, }3 {% v) M* ?1 z
dy2=pt2.y+height-pt1.y;
5 j0 q0 K8 m# B. v& p6 X# c if(Math.abs(dx1)<Math.abs(dx2))dx=dx1;4 m5 L* R! j* X f) o$ {
else dx=dx2;
( u2 p o1 `6 y/ u |+ v. { if(Math.abs(dy1)<Math.abs(dy2))dy=dy1;, R' j; n$ X) {, _2 |& r
else dy=dy2;3 V- k1 ]" s+ v
return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);; ]3 \0 Z$ A* ^) O0 i4 K
}
( d* l0 P. B% \, J( H public void clone(ant ant1){
/ f( \0 r6 v0 t1 \% l" d. Z //把蚂蚁ant1的属性拷贝到本蚂蚁
4 \1 _1 ~+ ?2 L) A) b% Z8 x4 N+ k8 l nowPt=new Point(ant1.nowPt);
: N# R5 V* B! { OriginPt=new Point(ant1.OriginPt);
% t5 V6 X5 i( T6 n FoodPt=new Point(ant1.FoodPt);
, U" L; p% y5 A7 l7 U8 B StartPt=new Point(ant1.StartPt);7 H4 J8 j! N$ i& l& [6 r
AimPt=new Point(ant1.AimPt);/ j2 v- K7 ~% N, o
lastPt=new Point(ant1.lastPt);
" {8 L7 S- R% q3 a VR=ant1.VR;& j5 L. j9 n0 [0 P, L
id=ant1.id;& |& B0 g o: K! c
color=ant1.color;
+ v1 S1 J9 t% i& |9 O# b1 G back_color=ant1.back_color;
! S6 x% `2 z/ o1 R: b3 ?. y height=ant1.height;* k4 ^$ Z' ?- Y
width=ant1.width;
" D$ I. j- X7 X' S! c7 q local_colony=ant1.local_colony;
0 o4 b3 z3 e6 r/ P: J# ? Phe=ant1.Phe;
% h- E* C$ X1 v mistake=ant1.mistake;
1 x- C& D% N; {* y HistoryPoint=ant1.HistoryPoint;
) t1 k3 h2 ? q) k Main_direct=ant1.Main_direct;
' o4 `# A& W. s0 Z FoundTimes=ant1.FoundTimes;
( c/ [) O' ^% Q9 K0 \ Max_Pheromone=ant1.Max_Pheromone;0 l4 r- c+ M5 f1 K
Pheromone_count=ant1.Pheromone_count;
$ E( g* w6 b6 X5 a% ` memory=ant1.memory;- q2 s1 |" k: _* u5 g( f
Count_distance=ant1.Count_distance;: |' K, ?6 K2 [" \, I6 k3 Y
Min_distance=ant1.Min_distance;
8 Q6 L6 q) F9 b }3 E" b6 m! B9 E% H7 N& @0 k
}</P> |
zan
|